Guía completa: Herramientas con recubrimiento de diamante CVD para el mecanizado de aleaciones de aluminio
1. Principales desafíos del mecanizado de aluminio
Las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en carcasas de automóviles de nueva energía, estructuras aeroespaciales y disipadores de calor 3C, y se dividen en aluminio con bajo contenido de silicio (Si < 8 %) y aluminio fundido a presión con alto contenido de silicio (Si 10 % ~ 30 %). Las fresas de carburo sin recubrimiento y las recubiertas de TiAlN tienen tres defectos principales:
- El aluminio presenta una alta ductilidad, pero bajo el calor de corte se forma fácilmente un borde recrecido (BUE, por sus siglas en inglés), lo que provoca rebabas, arañazos y un acabado de espejo deficiente;
- Las partículas de silicio libres dentro del aluminio con alto contenido de silicio alcanzan una dureza de 1000 HV, y el desgaste abrasivo severo desafila los bordes de carburo regulares en un corto tiempo de procesamiento;
- La deficiente disipación del calor de las fresas estándar provoca la deformación térmica de las piezas de aluminio de paredes delgadas y una tolerancia dimensional inestable en la producción en masa.
2. Principales ventajas del recubrimiento de diamante CVD para aluminio
- Antiadherente con fricción ultrabaja: el coeficiente de fricción entre la película de diamante y el aluminio es de solo 0,04~0,1, lo que elimina eficazmente la acumulación de bordes y la rugosidad superficial del espejo Ra de 0,2~0,8 μm en corte en seco;
- Resistencia superior a la abrasión contra granos de silicio: la dureza del diamante alcanza los 9000~10000 HV, 5 veces más duro que el carburo de tungsteno, la vida útil de la herramienta se extiende de 8 a 12 veces para aluminio con alto contenido de silicio;
- Excelente conductividad térmica: La conductividad térmica de 1200–2000 W/(m·K) evacua rápidamente el calor de corte y minimiza la deformación térmica de componentes de precisión de paredes delgadas;
- Compatible con el mecanizado en seco de alta velocidad: no requiere refrigerante, es ecológico para talleres de energías renovables y permite una evacuación fluida de las virutas sin obstruir las ranuras.
3. Selección de herramientas recomendadas
- Aluminio aeroespacial 6061/7075 con bajo contenido de silicio: fresas de extremo de 2 filos con recubrimiento de nanodiamante para acabado espejo;
- Aluminio fundido a presión ADC12 / A380 con alto contenido de silicio: fresas de diamante CVD de micras gruesas para mecanizado combinado de desbaste y acabado;
- Piezas de aluminio de cavidad profunda: Fresas de extremo con recubrimiento de diamante y ranura extendida, con mayor adherencia del recubrimiento para el corte de voladizos largos.
4. Parámetros de mecanizado sugeridos
Velocidad de corte Vc: 200~800 m/min; Avance por diente fz: 0,1~0,3 mm/z; Se prefiere el corte en seco, la microlubricación MQL es opcional. Se recomienda el fresado en concordancia para reducir las rebabas en los bordes.
5. Principales industrias de aplicación
Piezas fundidas a presión para vehículos eléctricos de nueva generación, componentes estructurales de aluminio para la industria aeroespacial, marcos de aluminio para electrónica de consumo, disipadores de calor para refrigeración líquida, bujes de rueda de aluminio.
6. Restricciones
No mecanice acero, titanio ni aleaciones de níquel. Los materiales ferrosos y de titanio reaccionan con el carbono del diamante a altas temperaturas y disuelven rápidamente el recubrimiento de diamante.
